[发明专利]基于驾驶模拟实验平台的快速路出口匝道上游路侧指路信息优化设计方法

摘要

本发明提出基于驾驶模拟实验平台的快速路出口匝道上游路侧指路信息优化设计方法。整个技术方案概括为：在总结相关国内外研究现状和成果的基础上，将实测数据和驾驶模拟有机整合，进行分析路侧指路信息对快速路交织区交通运行的影响。通过换道位置和换道插车间隙这两个在实测数据和驾驶模拟实验中均可获取的指标对驾驶模拟器的可行性进行验证。在此基础上构建交通流微观行为实验平台来获取实测数据中难以获取的相关参数指标，利用实验平台，分析路侧指路信息设计对交织区通行效率和安全性的影响，最终提出出口匝道上游交织区路侧指路信息优化设计方法。

主权项

1.一种基于驾驶模拟实验平台的快速路出口匝道上游路侧指路信息优化设计方法，其特征在于：首先，选取表征快速路出口匝道上游交通流运行特性的指标：换道位置和换道插车间隙；通过实际观察和视频拍摄，为矫正驾驶模拟实验平台参数提供数据基础；其次，结合实际调查的数据进行驾驶模拟实验平台的搭建，主要分为实验路网搭建和实验场景构建；路网的建立包括3DMAX背景和逻辑路网两部分，所述3DMAX背景表示驾驶员所能看到的景象，所述逻辑路网表示驾驶员在模拟器中可驾驶的路网；第一步，将3DMAX中的背景导入驾驶模拟器软件SCANeRstudio，然后在Terrain中根据背景中的路网画出逻辑路网，构建出驾驶模拟实验路网；第二步，通过驾驶模拟器软件SCANeRstudio的Scenario建立场景，包括添加车辆、环境以及设置所需要提取的指标；完成路网和场景的建立之后，进入Simulation中进行模拟仿真实验，将视频采集得到的换道位置和换道插车间隙与模拟仿真得到的指标进行比较，检验两种情况下的指标分布是否有差异，如有，则需要重新调整驾驶模拟器参数，直到无差异为止；最后，从微观的驾驶行为和换道行为出发，利用驾驶模拟实验平台采集表征通行效率和安全性的微观评价指标，并进一步构建交织区通行效率和安全性评价模型；对比分析不同指路信息场景下通行能力和安全性，确定快速路出口匝道上游路侧指路信息设置的最佳方案；所述的总体评价模型、通行效率评价模型和安全性评价模型分别如表达式1、2、3所示：Score_i＝λ_eScore_ei+λ_sScore_si  (1)其中：Score_i为第i个方案的得分，分数范围为0‑100，分数越高，说明该方案越好；Score_ei为第i个方案的通行效率得分；Score_si为第i个方案的安全性得分；λ_e、λ_s为通行效率和安全性占总分的权重，λ_e+λ_s＝1；T_dmax为相同交通流状态下，换道延误T_d的最大值；T_dmin为相同交通流状态下，换道延误T_d的最小值；T_di为第i个方案的换道延误；各个指标如下：1)换道延误T_d：通行效率指标，指正常行驶不换道所需时间与换道所需时间的差，单位为秒；换道所需时间可由驾驶模拟器直接得出，正常行驶所需时间可以由实验过程中拍摄的视频进行估算；2)换道速度降低率S_d：通行效率指标，指由于换道而引起的通行能力下降程度；如下式所示：3)S_c为换道速度，S_n为正常行驶速度，均可由驾驶模拟器直接得出；交织区通行能力C_w：通行效率指标，单位为标准车/小时；如下式所示：k＝m₁+m₂·VR+m₃·N+m₄·V  (6)b＝n₁+n₂·VR+n₃·N+n₄·V  (7)式中：k、b：影响通行能力的参数；C_w：交织区通行能力，单位为pcu/h；L_w：交织长度，单位为m；N：交织区车道数；VR：交织比，即交织流量与交织段总流量之比；V：自由流车速，单位为km/h；m₁、m₂、m₃、m₄、n₁、n₂、n₃、n₄：回归系数，是根据《HCM2000》原表EXHIBIT24‑8中各组数据拟合获得；4)换道车辆最大减速度a₁：安全性指标，从决定换道时刻起至完成换道过程中，换道车辆最大的减速度，单位为米/秒²；5)目标车道后车车辆减速度a₂：安全性指标，目标车道跟随车辆因换道车辆换道而减速的最大减速度，单位为米/秒²；6)换道最大转向角β：安全性指标，指换道过程中换道车辆最大的转向角，单位为度；可由驾驶模拟器直接得出；7)换道插车间隙L：安全性指标，指换道时目标车道前后车辆的车头间距，单位为米；可由驾驶模拟器直接得出；8)换道位置集中度C：安全性指标，指换道位置的集中程度，由换道位置的标准差表示，单位为米。